Соединения (общие свойства)

 

Известны многочисленные соединения, в которых барий присутствует в виде двухвалентного катиона. Ион Ва 2+ бесцветен, имеет устойчивую восьмиэлектронную конфигурацию. Радиус иона 1,34 А. Он обладает относительно большим объемом и слабо выраженной тенденцией к поляризации, поэтому не образует устойчивых комплексных соединений. Гидроокись Ba (OH) g представляет собой сильное основание.

 

Неорганические соединения

 

Гидрид бария, ВаН 2, получают нагреванием металлического бария, сплавов кадмий — барий, ртуть — барий или окиси бария в атмосфере водорода:

Ва + Н 2 = ВаН 2 + 55 ккал    Ва0+ 2Н 2 = BaH 2 + Н 2 О

BaH 2 — серовато-белые кристаллы с плотностью 4,21 г/см 3. Выше 675° они подвергаются термической диссоциации. Гидрид бария разлагает воду и взаимодействует с азотом, соляной кислотой и аммиаком:

Гидрид бария применяют в качестве катализатора реакций гидро­генизации.

Окись бария, ВаО, получают непосредственным синтезом из эле­ментов. Кроме того, используют термическое разложение гидроокиси, перекиси, карбоната или нитрата бария. Применяют также прокаливание смеси карбоната бария с углем, сульфата бария с односернистым железом или нагревание сульфида бария с окисью магния и водой:

ВаО представляет собой кубические (решетка типа NaCI) или гексагональные бесцветные кристаллы (или белый аморфный порошок), очень гигроскопичные, с плотностью 5,72 г/см 3 (для кубической модификации) и 5,32 г/см 3 (для гексагональной) и твердостью 3,3 по шкале Mooca; т. пл. 1923°, т. кип. 2000°. Ва0 люминесцирует под действием ультрафиолетовых лучей и фосфоресцирует в рентгеновских лучах.

Растворяясь в воде, окись бария дает гидроокись бария Ba (OH) 2. В отличие от окислов кальция и стронция окись бария при температуре 500° в заметных количествах поглощает двуокись углерода. На холоду окись бария взаимодействует с хлором, а при нагревании — с кислородом, серой, азотом, углеродом, двуокисью серы, сероуглеродом, двуокисью кремния, двуокисью свинца, окисью железа, хрома, а также с солями аммония:

При нагревании окись бария восстанавливается магнием, цинком, алюминием, кремнием и цианидами щелочных металлов.

Окись бария применяют для изготовления стекла, эмалей и термо' катализаторов. В результате замещения в цементе окиси кальция окисью бария получают цементы с исключительной устойчивостью по отношению к воде, содержащей сульфат-ионы.

Перекись бария, ВаО 2, получают, сильно прокаливая гидроокись, нитрат или карбонат бария в токе воздуха в присутствии следов воды. Другие способы получения: непосредственный синтез из элементов при нагревании, прокаливание окиси бария с окисью меди, нагревание окиси бария с хлоратом калия, нагревание окиси бария до 350°, дегидратация кристаллогидрата

BaO 2 *8 H 2 O при 120°:

Ва + 0 2 = Ва0 2 + 145,7 ккал    Ba0 + СиО = Ва0 2 + С u

Ba0 +1/2 0 2 = Ва0 2 + 12,1 ккал  3ВаО + К clO 3 = ЗВа0 2 + КСl

Ba 0 2 представляет собой белый парамагнитный порошок с плот­ностью 4,96 г1см 3 и т. пл. 450°. Он разлагается до Ba0 (600°) или до кислорода (795°), устойчив при обычной температуре (может храниться годами), плохо растворяется в воде, спирте и эфире, растворяется в разбавленных кислотах:

Термическое разложение перекиси бария ускоряют окислы - СеО, Cr 2 O 3,

Fe 2 O 3 и Cu 0.

Известны кристаллогидраты BaO 2 * 8 H 2 O и BaO 2 H 2 O. Октагид-рат Ba0 2 •H 2 O получают действием перекиси водорода на баритовую поду в слабощелочных растворах, а также обработкой на холоду раствора хлорида пли гидроокиси бария перекисью натрия:

Ва(ОН) 2 + H 2 O 2 + 6 H 2 O = Ва0 2 *8Н 2 О

BaO 2 *8 H 2 O выделяется в виде бесцветных гексагональных кри­сталлов, трудно растворимых в воде, спирте, эфире. Нагретое с перекисью водорода это соединение превращается в желтое вещество — надперекнсь бария ВаО.

Перекись бария реагирует при нагревании с водородол1, серой, углеродом, аммиаком, солями аммония, феррицианидом калия и т. д.

С концентрированной соляной кислотой перекись бария реагирует, выделяя хлор:

ВаO 2 + 4НС1 конц. = BaCl 2 + Cl 2 + 2 H 2 O

Перекись бария восстанавливает соли благородных металлов (обладающие малой химической активностью) до соответствующего металла. Перекись бария применяют для получения перекиси водорода, в зажигательных бомбах, а также в качестве катализатора крекинг-процесса.

Ba O 2 • H 2 O 2 представляет собой желтые моноклинные микрокри­сталлы, устойчивые при 0°, трудно растворимые в обычных растворителях.

Гидроокись бария, Ва(ОН) 2, получают действием воды на метал­лический барий или ВаО. Используют также обработку растворов солей бария (особенно нитрата) щелочами. В промышленности применяют действие перегретого пара на сульфид бария. С этой же целью можно нагреть до 175" (под давлением) метаспликат бария BaSiOs с раствором NaOH. Описан метод, основанный на восстановлении перекиси бария при 550°:

Ba (OH) 2 — белый порошок с плотностью 4,495 г/см 3 и т. пл. 408°. В катодных лучах гидроокись бария фосфоресцирует желто-оранжевым цветом. Растворяется в воде, трудно растворима в ацетоне и метплацетате.

При растворении Ва(ОН) 2 в воде получается бесцветный раствор с сильно щелочной реакцией — баритовая вода, которая в присутствии двуокиси углерода быстро покрывается поверхностной пленкой карбоната бария.

Известны кристаллогидраты Ва(ОН) 2 *8Н 2 О, Ва(ОН) 2 *7 H 2 O, Ва(ОН) •2Н 2 O и Ва(ОН) 2 * H 2 O. Кристаллогидрат Ва(ОН) 2 *8 H 2 O выделяется в виде бесцветных моноклинных призм с плотностью 2,18 г/cм 3 и т. пл. 78°. При нагревании до 650° в токе воздуха кристаллогидрат превращается в окись или перекись бария.

Пропускание хлора через баритовую воду сопровождается обра­зованием хлорида, хлората и очень незначительных количеств гинохлорита бария:

6Ва(ОН) 2 + 6 CL 2 = 5 BaCl 2 + Ва(ClO 3) 2 + 6H 2 О

Баритовая вода реагирует при 100° с сероуглеродом:

2Ва(ОН) 2 + CS 2 = ВаСО 3 + Ba (HS) 2 + H 2 O

Металлический алюминий взаимодействует с баритовой водой с образованием гидроксоалюмината бария и водорода:

2А l + Ва(ОН) 2 + 10 H 2 O = Ba [ Al (OH) 4 (H 2 O) 2 ] 2 +3 H 2

Выше 1000° гидроокись бария подвергается термической диссоциации:

Ва(ОН) 2 → ВаО + Н 2 O

Баритовая вода Ва(ОН) 2 применяется в качестве очень чувстви­тельного химического реактива на двуокись углерода.

Фторид бария, BaF 2, получают непосредственным синтезом из элементов, действием фтористого водорода на окись, гидроокись, карбонат или хлорид бария, обработкой баритовой воды фтористо-водородной кислотой, обработкой нитрата или хлорида бария фторидом натрия или калия, а также сплавленном хлорида магния с фторидом кальция или магния в атмосфере CO 2 и термическим разложением гексафторосиликата бария в атмосфере инертного газа:

Бесцветные кубические кристаллы BaF 2 имеют решетку типа CaF 2 с расстоянием между центром иона Ва 2+ и иона Fֿ 2,68 А. Плотность 4,83 г/см 3, т.пл. 1280°, т. кип. 2137°. Кристаллы мало растворимы в воде (1,63 г/л при 18°), растворяются в фтористоводо-родной, соляной и азотной кислотах. Применяются для изготовления эмалей и оптических стекол. Температура плавления смеси BaF 2 * LiF 850°, а смеси BaF 2 * BaCl 2 1010°.

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: